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論文

Separation in $$varepsilon$$-phase of BiPb alloy under mega-gravity

岡安 悟; 小野 正雄; 西尾 太一郎*; 井口 祐介*; 真下 茂*

Defect and Diffusion Forum, 323-325, p.545 - 548, 2012/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:100

超重力場下の処理では固体中でも原子の沈降が生じる。その結果、BiPb合金の$$varepsilon$$相において部分的な溶融結晶化が発生する。完全結晶であるBi$$_{3}$$Pb$$_{7}$$のhcp相と部分的に欠陥の入ったBi$$_{3}$$Pb$$_{7-delta}$$のhcp相でのわずかな密度の違いが超重力場下では大きく拡大される。そしてその結果$$varepsilon$$相が分離を起こす。分離した相ではそれぞれの超伝導特性が異なる。

論文

Observation of an extended magnetic field penetration in amorphous superconducting MoGe films

西尾 太一郎*; 岡安 悟; 鈴木 淳市; 小久保 伸人*; 門脇 和男*

Physical Review B, 77(5), p.052503_1 - 052503_4, 2008/02

 被引用回数:12 パーセンタイル:48.47(Materials Science, Multidisciplinary)

アモルファスMoGe薄膜でさまざまな膜厚$$d$$の試料で単一磁束量子による磁場分布を走査型SQUID顕微鏡で観察した。膜厚$$d$$が磁場侵入長$$lambda$$より薄い薄膜では、磁場分布は実効的な磁場侵入長$$Lambda$$=2$$lambda$$$$^{2}$$/$$d$$によって記述され、Pearlの予言に従うことが明らかになった。また$$Lambda$$の温度依存性は2流体モデルで説明できる。

論文

Vortex imaging of Tl-based superconductors with a scanning SQUID microscopy

岡安 悟; 西尾 太一郎; 小野 正雄; 真下 茂; 田中 靖資*; 伊豫 彰*

Physica C, 445-448, p.245 - 248, 2006/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:92.76(Physics, Applied)

超伝導転移温度以下の領域でタリウム系1223超伝導体薄膜の磁束量子観察を走査型SQUID顕微鏡を用いて行った。磁束量子の配列は転移温度以下でほとんど変わらず、このことは試料中にきわめて強いピン止め中心が存在していることを示している。この強いピン止め中心は試料表面の不均質に起因する。

論文

Vortex observation in Tl-based superconductors with a scanning SQUID microscopy

岡安 悟; 西尾 太一郎*; 小野 正雄; 真下 茂; 田中 康資*; 伊豫 彰*

Physica C, 437-438, p.239 - 241, 2006/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:80.75(Physics, Applied)

タリウム系超伝導体Tl-1223薄膜の磁束量子ピン止め特性を調べた。磁束量子の超伝導体表面の様子を走査型SQUID顕微鏡で直接観測した。ピン止め特性の比較のため未照射試料と高エネルギー金イオン照射を行い、ピン止め中心に円柱状欠陥を試料に導入したものを用いた。ピン止め力の強い試料のため、もともと存在するピン止め中心(転移や欠陥など)の方が円柱状欠陥よりも高温でのピン止めに効いていることが明らかになった。

論文

Penetration of vortices into micro-superconductors observed with a scanning SQUID microscope

西尾 太一郎; 岡安 悟; 鈴木 淳市; 門脇 和男

Physica C, 412-414(Part1), p.379 - 384, 2004/10

走査型SQUID顕微鏡(SQM2000, セイコーインスツルメンツ)を使って、われわれは30-50$$mu$$mの大きさを持つ円,三角,四角のような幾何学的な拘束条件のある微小超伝導体における磁束状態を研究した。試料は電子リソグラフィーとFIB技術によって作られた。量子化された磁束は、磁化の連続的な階段状の跳びを伴う磁場の関数として、不連続に微小超伝導体に入る。磁束数の関数として空間的な磁束の配列の量的あるいは質的な解析は最近の理論的な予測と比較されて示された。

論文

磁気顕微鏡による磁束観測

鈴木 淳市; 門脇 和男; 畑 慶明*; 岡安 悟; 西尾 太一郎; 掛谷 一弘*; 小田原 成計*; 永田 篤士*; 中山 哲*; 茅根 一夫*

低温工学, 38(9), p.485 - 492, 2003/09

最近、微小超伝導体に拘束された量子化磁束が特異な空間秩序を示すことが理論的に明らかとなり、注目を集めている。このような秩序化は、高い空間分解能を有する磁気顕微鏡により観測が可能である。われわれは、微細加工技術を利用した磁気検出コイルサイズの微小化とスタンドオフの縮小により、磁気顕微鏡の高空間分解能化に成功した。そして、この高空間分解能磁気顕微鏡を利用して、Nb、及び、YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{7-d}$$微小超伝導体の量子化磁束配列を観測することにより、量子化磁束配列の変化に対応した磁化の量子振動を明らかにすることができた。

口頭

超重力場処理した傾斜材料超伝導体の磁束量子状態

岡安 悟; 小野 正雄; 西尾 太一郎*; 井口 裕介*; 真下 茂

no journal, , 

重力場換算で地上重力の100万倍の遠心加速度場を発生できる装置(超重力場発生装置)を用いてBi-Pb合金(モル比3:7)を130$$^{circ}$$Cで100時間遠心処理し、組成が重力場方向に傾斜した材料を作製した。重力場下では原子一つ一つに遠心力がかかっている状態であるが、異種原子ではその大きさが異なるため、異種原子のポテンシャルエネルギーに差が生じる。100万Gレベルの重力場では、その差が熱エネルギーに匹敵する大きさとなるので原子の沈降が起こる。遠心処理後の試料は光学観察では4層に分かれており、EPMAによる組成分析によると重力場が大きい領域から順に(1)Pbリッチで組成比はほぼ一定,(2)Pbが減少しBiが増加、組成は傾斜,(3)PbとBiがほぼ同程度、組成は傾斜,(4)Biの析出層、に分類される。またそれぞれの層の境界で組成の変化が大きいことがわかる。この試料の超伝導状態を調べるため走査型SQUID顕微鏡で磁束量子の観察を行った(4K, FC10$$mu$$T)。すると(2)の領域では磁束量子が存在せず、第1種超伝導体のように振る舞うことがわかった。こうした違いは磁束量子のピン止め力や超伝導凝集エネルギーが組成ごとに異なるために生じていると考えられる。

口頭

超重力場処理した傾斜材料超伝導体の磁束量子状態,2

岡安 悟; 小野 正雄; 西尾 太一郎*; 井口 祐介*; 真下 茂

no journal, , 

重力場換算で地上重力の100万倍の遠心加速度場を発生できる装置(超重力場発生装置)を用いてBi-Pb合金(モル比3:7)を130$$^{circ}$$Cで100時間遠心処理し、組成が重力場方向に傾斜した材料を作製した。100万Gレベルの重力場では、ポテンシャルエネルギーの差が熱エネルギーに匹敵する大きさとなるので原子の沈降が起こる。重力場処理後の試料は光学観察で明確に4層に分かれた。前回の発表ではEPMAによる組成分析の結果とSQUID顕微鏡による磁束量子観察の結果を報告した。4K, FC10mTの条件下で磁束量子観察を行うと一部の領域では磁束量子が存在せず、第1種超伝導体のように振る舞うことがわかった。磁束量子のピン止め力や超伝導凝集エネルギーが組成ごとに異なるために生じていると考えられる。微小ホール素子による局所磁化測定の結果、この領域では磁束のピン止め力が弱いことが明らかになった。こうした違いは結晶状態の違いに起因するものと考え、局所的な結晶構造測定を始めている。ピン止めと結晶構造との関連について議論する予定である。

口頭

Vortex state in gradient composite superconductor Bi-Pb prepared in mega-gravity field

岡安 悟; 小野 正雄; 西尾 太一郎*; 井口 祐介*; 真下 茂

no journal, , 

重力場換算で地上重力の100万倍の遠心加速度場を発生できる装置(超重力場発生装置)を用いてBi-Pb合金(モル比3:7)を130$$^{circ}$$Cで100時間遠心処理し、組成が重力場方向に傾斜した材料を作製した。重力場処理後の試料は光学観察で明確に4層に分かれている。中の2つの相では組成が傾斜している。4K, FC10mTの条件下で磁束量子観察を行うとこのうちの一方の領域では磁束量子が存在せず、第1種超伝導体のように振る舞うことがわかった。磁束量子のピン止め力や超伝導凝集エネルギーが組成ごとに異なるために生じていると考えられる。微小ホール素子による局所磁化測定の結果、この領域では磁束のピン止め力が弱いことが明らかになった。こうした違いは結晶状態の違いに起因するものと考え、局所的な結晶構造測定を始めている。ピン止めと結晶構造との関連について議論する。

口頭

超重力を利用した傾斜組成超伝導体の物性

岡安 悟; 井口 祐介*; 小野 正雄; 西尾 太一郎*; 真下 茂

no journal, , 

100万Gを超える重力場下では個々の原子に働く重力のポテンシャルエネルギーが原子間結合エネルギーに匹敵する大きさとなるため、固体中でも重い原子の沈降現象が生じるため、重力場方向に組成が連続的に変化した材料を容易に合成することができる。われわれはこの技術を利用して新奇物性を示す物質探索を行っており、メガグラビトロニクス(Mega-gravitronics)と呼んでいる。出発組成でBi:Pb=3:7の均一なBi-Pb合金薄版($$varepsilon$$相,hcp構造,厚さ0.7mm)を130$$^{circ}$$Cで1MGの環境下に100時間置き超重力場処理を行った。均一だった組成が変化し4層に分離した。EPMAで組成分析を行うと中の2層が傾斜組成を持つことがわかった。この層はPb欠損のあるhcp構造をとっていると考えられる。それぞれの層の超伝導特性を調べると、どの層でも基本はBiPb合金の超伝導特性を示すが、傾斜組成を持つ2層のうち重力場の強い層では、重力場に平行な方向にのみPb相が見える。この層は重力場処理により(211)相が極めて強い配向性を持って結晶成長していることがわかっており、結晶成長の際に沈降現象で結晶構造からはじき出されたPb原子が微細構造を作ったためと考えられる。

口頭

超重力場処理した傾斜組成超伝導体の磁束量子状態

岡安 悟; 小野 正雄; 西尾 太一郎*; 中井 宣之; 林 伸彦*; 町田 昌彦; 井口 祐介*; 真下 茂*

no journal, , 

100万Gレベルの超重力場処理により構成原子が固体中で沈降をおこし、原子スケールでの傾斜組成が形成される。全率固溶体のInPb合金に125$$^{circ}$$C, 102万G, 100時間の超重力場印加を施した。その結果、出発組成比In:Pb=8:2の均一な組成を持つ合金試料が、試料長さ5mm(重力場印加方向)の全域に渡って組成が連続的に変化した。出発試料で20%だったPb成分はこの超重力場処理によって45%から5%まで連続的に変化した。この合金は組成比によって超伝導転移温度が変化することから、超伝導転移温度が空間的に連続に変化した試料が実現したと考えられる。この転移温度の連続的な空間変化が超伝導体の磁束量子状態に与える影響を調べるため走査型SQUID顕微鏡で磁束量子状態を直接観察し、解析した。

口頭

超重力を利用した傾斜組成超伝導体の物性,2

岡安 悟; 西尾 太一郎*; 小野 正雄; 中井 宣之; 林 伸彦*; 町田 昌彦; 井口 裕介*; 真下 茂

no journal, , 

地上重力の100万倍の遠心加速度場(超重力場)下における極端な非平衡状態を通じて、固体内での構成原子の沈降を引き起こすことが可能となる。超重力場印加中は重い構成元素が重力場方向に沿って沈降し、印加をやめるとその状態が固定されるため、組成比が空間的に変化する「傾斜組成」を持つ物質を作製することができる。InPbのような全率固溶の合金では、組成比が連続的に空間変化する試料を作製できる。このような傾斜組成を有する試料は、物質パラメーターに連続的に変調を加えた構造を有する。InPbのような合金超伝導体では、組成比に応じて超伝導転移温度が変化する。組成比が空間的に連続変化しているということは、超伝導転移温度も空間的に連続に変化しており、これは超伝導オーダーパラメータが空間的に連続的に変化している状態が形成されていることを表している。このような状態が試料の超伝導特性にどのような影響を与えるかについて議論をする。

口頭

超重力場を用いた伝導合金の研究と今後展開

西尾 太一郎*; 平井 雄也*; 清水 秀樹*; 小野 正雄; 岡安 悟; 緒方 裕大*; 真下 茂*

no journal, , 

超伝導体研究における究極の目的の一つは室温超伝導体の合成である。しかし銅酸化物高温超伝導体の発見から25年以上たつが、この目的が達成される見込みは未だに立っていない。われわれは、極限環境下での超伝導体の振る舞いが超伝導転移温度を上げるための一つヒントになるのではないかと考えている。多くの超伝導体では高圧下において結晶に歪が生じ、超伝導転移温度が上昇することが知られている。極限状態によって引き起こされた結晶の歪は、超伝導転移温度の上昇において重要な因子であると考えられる。力学的物質・スピン制御研究グループは、静水圧力と一軸圧力以外の第三の方法、つまり超重力場によって超伝導体の結晶を歪ませることに注目している。加熱した試料を10$$^{5}$$ G以上の超重力場の下に置くと、重い原子が重力方向に移動し、軽い原子が反対方向に移動する。そのまま試料を冷やすとその状態が凍結される。この方法によってこれまでと異なるタイプの歪を引き起こすことが可能である。「超重力場によって超伝導体を歪ませ、それによって超伝導特性にどのような変化が引き起こされるか」という研究内容について紹介する。

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